CN104459556A - 电池系统故障诊断方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种电池系统故障诊断方法及装置，在检测电池系统的第一状态满足第一状态故障诊断策略时，进行了诊断时间计时和故障时间计时，通过诊断时间计时的值达到诊断时间阈值情况下，判断故障时间计时的值是否超过故障时间阈值的方式，来判断电池系统是否存在故障。本发明实施例对信号干扰或偶然性事件进行了冗余处理，同时能够相对精确地确定故障发生和消除的时间。

Description

电池系统故障诊断方法及装置

技术领域

本发明属于故障处理技术领域，尤其涉及一种电池系统故障诊断方法及装置。

背景技术

电池管理系统作为动力电池使用的管理者，其故障诊断机制的设计对于电池系统工作可靠性至关重要。同时由于电池系统的恶劣工作环境和复杂的电控系统，采集到的电池系统的各种状态信息难免受到干扰，像各辅助零部件偶然失效、线束偶尔接触不良，各种性能参数瞬间超标后恢复正常等事件时有发生。如果电池管理系统故障诊断机制不合理，不对此类偶然故障进行冗余处理，则会导致管理系统频繁诊断认定电池系统发生故障，从而禁止或限制电池系统使用，严重影响了节能与新能源汽车整车可靠运行。

目前现有的故障诊断通常采用以下的诊断机制：如果电池系统状态满足故障诊断策略条件，则对故障计时器累加，如果不满足故障诊断策略条件，则对故障计时器递减；并实时判断故障计时器的值是否大于一定时间阈值，如果是，则确认电池系统有此故障，否则确认电池系统无此故障。这种故障诊断机制存在故障发生确认时间不固定，故障是否消除确认时间也不固定的问题。

发明内容

本发明提供了一种电池系统故障检测方法能够对偶然情况或者干扰信号进行冗余处理，同时确定故障发生或消除时间。

为实现上述技术效果，本发明技术方案为：

一种电池系统故障诊断方法，包括：

检测所述电池系统状态；

当检测到所述电池系统的第一状态满足第一状态故障诊断策略时，开始故障时间计时以及诊断时间计时，所述故障时间计时和所述诊断时间计时的初始值均为零；

在所述故障时间计时以及所述诊断时间计时过程中，若检测到所述电池系统的第一状态不满足所述第一状态故障诊断策略，暂停所述故障时间计时，继续进行所述诊断时间计时，否则继续进行所述故障时间计时以及所述诊断时间计时；

在所述诊断时间计时的值达到所述诊断时间阈值的情况下，检测所述故障时间计时的值是否超过故障时间阈值；

在所述故障时间计时的值超过故障时间阈值的情况下，确定所述电池系统存在故障。

优选地，所述检测电池系统状态之前还包括：

检测电池系统的第一状态是否满足第一状态故障诊断使能条件，如果是，再执行所述检测电池系统状态的步骤。

优选地，所述方法还包括：

在所述电池系统的第一状态不满足第一状态故障诊断使能条件时，清除所述故障时间计时和诊断时间计时的值，并终止检测电池系统状态。

优选地，所述方法还包括：

在所述故障时间计时的值未超过所述故障时间阈值的情况下，确定所述电池系统不存在故障。

优选地，所述在确定电池系统存在或不存故障之后，所述方法还包括：

清除所述故障时间计时和所述诊断时间计时的值。

一种电池系统故障诊断装置，包括：故障诊断模块，故障计时模块，诊断计时模块，时间判断模块，故障确定模块；

所述故障诊断模块：用于检测电池系统的第一状态的是否满足第一状态故障诊断策略；

所述故障计时模块：用于当所述故障诊断模块检测出所述电池系统的第一状态满足第一状态故障诊断策略时开始计时；在故障时间计时过程中，在所述故障诊断模块检测到所述电池系统的第一状态不满足所述第一状态故障诊断策略时暂停计时，否则继续计时；

所述诊断计时模块：用于当所述电池系统的第一状态满足第一状态故障诊断策略时，开始计时；

所述时间判断模块：用于判断诊断计时模块的计时的值是否达到诊断时间阈值，以及在在所述诊断计时模块的计时的值达到所述诊断时间阈值时，判断故障计时模块的计时的值是否达到故障时间阈值；

所述故障确定模块，用于在所述时间判断模块确定所述故障时间计时模块计时的值达到故障时间阈值的情况下，确定所述电池系统存在故障。

优选地，还包括：

故障使能判断模块，用于判断所述电池系统的第一状态是否满足第一状态故障诊断的使能条件，如果是触发所述故障诊断模块执行。

优选地，所述故障使能判断模块还包括：

用于在所述电池系统状不满足故障诊断的使能条件，触发所述故障计时模块和诊断计时模块清零，以及不触发所述故障诊断模块执行。

优选地，所述故障确定模块还包括：

用于在所述时间判断模块判定故障时间计时没有达到故障时间阈值的情况下，确定所述电池系统不存在故障。

优选地，所述故障确定模块还包括：

用于在确定所述电池系统存在或者不存在故障之后，触发所述故障计时模块和所述诊断计时模块进行清零。

本发明通过采取在诊断时间阈值内出现了一定时长的电池状态故障才确认电池系统存在故障的方法，对由于信号干扰或偶然性事件进行了冗余处理，防止了误判的发生。在此基础上由于故障时间阈值在时间段上具有一定的固定性，在发生故障或故障消除时，可以确定故障发生和消除的时间是处于某一个特定的时间阈值范围内，能够相对精确地确定故障发生和消除的时间。综上，本发明在可以在对偶然故障进行冗余处理的同时能确定出故障发生和消除的时间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实提供的一种电池系统故障检诊断方法实施例流程图；

图2为本发明针对电池总电压过高故障诊断方法的实施例流程图；

图3为本发明通过的带有使能条件检测的故障诊断方法的实施例流程图；

图4为本发明针对电池总电压过高的使能条件诊断的实施例流程图；

图5为本发明对诊断结束后进行清零方法的实施例流程图；

图6为本发明提供的一种电池系统故障检诊断装置的实施例示意图；

图7为本发明提供的另一种电池系统故障检诊断装置的实施例示意图；

图8为本发明提供的另一种电池系统故障检诊断装置的实施例示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例中检测电池系统故障采用在一定时长的诊断时间内判断故障时间的方式，以确定电池系统是否存在故障，使得能够有效进行冗余处理，并且能够确定故障出发生或者消除的时间。

图1为本发明提供电池系统故障检测方法的，方法包括：

检测电池系统状态S1；

当检测到电池系统的第一状态满足第一状态故障诊断策略时S2，开始故障时间计时以及诊断时间计时S3，故障时间计时和所述诊断时间计时的初始值均为零；

在故障时间计时以及诊断时间计时过程中，若检测到电池系统的第一状态不满足所述第一状态故障诊断策略S4，暂停故障时间计时，继续进行诊断时间计时，否则继续进行故障时间计时以及诊断时间计时S5；

在诊断时间计时的值达到诊断时间阈值情况下S6，检测故障时间计时的值是否超过故障时间阈值；

在故障时间计时的值超过故障时间阈值的情况下S7，确定电池系统存在故障S8。

由于电池系统的恶劣工作环境和复杂的电控系统，采集到的电池系统的各种性能参数由于偶然情况或者信号干扰时常有不符情况发生。在诊断中这些情况都需要做相应的冗余处理，防止出现频繁确认发生故障而影响电池系统正常的使用和故障诊断。

上述实施例方法中通过检测在诊断时间内，故障发生累计时间是否大于故障时间阈值，超过会判定发生故障，这种累计故障时间进行诊断的方法很好地对诊断中由于信号干扰或偶然性事件进行了冗余处理，如果发生故障是由信号干扰或偶然性事件引起的，那累计时间不会太长，一般也不能够超出阈值范围，就不会判定为发生了故障。现有技术采用了有故障则累加计时，没有故障时计时就减少的方法，虽然也是进行了冗余处理，但是如果故障是时有时无的，没有故障就减少的累计方式，使得检测出有故障的时间与相应故障的发生时间会有很大的时间差，不利于准确检测故障发生或者消除的时间，而且该方案对周期性故障的诊断所进行的冗余处理也不会很准确，从而导致周期性的故障无法准确判定出的情况。

本发明实施例的方法中对故障诊断采用了有故障进行累计计时，没有故障则暂停累计计时，同时累计下从发生故障以来的时长，在该时长达到诊断时间阈值时候，发生累计时间是否大于故障时间阈值，从而确定是否具有相应故障，这样当最终确定发生故障时，可以知道相应故障发生的时间就在一个诊断时间阈值前，这样能够非常准确知道故障发生或者消除的时间。而且从发生故障到确认发生故障的时间只有一个诊断时间阈值长。同时该方法没有对计时进行减少，所以对周期性故障的诊断的准确性比现有技术要高。

上述方法中提到的“当电池系统的第一状态满足第一状态故障诊断策略”，其中的“电池系统第一状态”可以是电池系统各个方面状态中的任一种，“第一状态故障诊断策”也是指认为存在该状态所相应的故障的诊断策略。若以电池系统总电压过高故障为例，电池系统的第一状态就是指电池的实际总电压，第一状态故障诊断策略就是电池的实际总电压大于总电压的过高故障阈值。如果诊断认定存在了总电压大于阈值的情况就会进行相应的故障时间计时和诊断时间计时，最后通过判断诊断故障计时是否超出确定发生的电压超出阈值的情况是否确实存在电池总电压过高故障。

具体流程如图2所示，其中“电池实际总电压大于电压过高故障阈值”S21、“电池实际总电压是否大于电压过高故障阈值”S41、“电池系统存在电压过高故障”S81分别是“电池系统的第一状态满足第一状态故障诊断策略”S2，“电池系统的第一状态满足第一状态故障诊断策略”S4、“电池系统存在故障”S8的在针对总电压过高故障的具体步骤表现，其他进行计时或者判断的步骤均一致。

针对上述方法实施例，有时进行故障诊断，需要判断该故障诊断是否能够进行，在该方法中则需要判断是否满足相应故障诊断使能条件，在满足的情况下允许进行故障诊断，则可以拥有如图3所示另一实施例：

在检测电池系统状态前，电池系统的第一状态满足第一状态相应故障诊断使能条件S9，则执行所述检测电池系统状态S1的步骤。

进一步，在所述电池系统的第一状态不满足第一状态故障诊断的使能条件时，清除所述故障时间计时和诊断时间计时的值S10，并终止检测电池系统状态S11。

该方法实施例其余步骤与前一实施例相同，这里不再赘述。

上面提及的“使能条件”是指能够允许进行相关操作需要满足的条件。下面仍然以电池总电压过高故障为例，电池总电压过高故障的使能条件可以包括：

如图4所示，总电压采集器不存在开路S91，总电压采集合理S92和电压采集值在量程范围S93等条件中的一个或多个。判定是否满足使能条件则需要对这些条件进行判定。当存在上述条件不满足的情况则认为不满足使能条件，就不能进行电池总电压过高故障的诊断，即不能进入下一步检测电池实际总电压是否大于电池总电压过高故障阈值的步骤。

若不进行诊断，通常需要清除所述故障时间计时和诊断时间计时的值S10，保证以后诊断时故障时间计时和诊断时间计时的初始值为零。在上述条件满足的情况下，则允许进行电池系统总电压过高故障诊断。通过判断使能条件的判断，保证了故障诊断的各方面的均能够有效地进行。

在上面的实施例中，会在故障时间计时的值超过故障时间阈值的情况下确认存在所述相应故障S8，如果故障时间计时的值不超过故障时间阈值，可以如图5进一步限定：

在故障时间计时的值不超过故障时间阈值的情况下，确定电池系统不存在相应故障S12。

仍以电池总电压过高故障为例，不存在相应故障是指，在这个时间阈值内，发生的满足电池的实际总电压大于总电压的过高故障阈值事件是偶然情况或者信号干扰引起的错误诊断。

对于诊断结果无论电池系统存在相应故障或不存在相应故障，为了达到更好的技术效果，通常需要在这里清除所述故障时间计时和诊断时间计时的值S13，保证以后诊断时故障时间计时和诊断时间计时的初始值为零。

上述的所有方法中的计时均可以通过相应计时器实现，相应计时器能够在需要进行计时的情况下启动；需要停止计时的情况下暂停，而保留原值；也能够在需要清除计时时进行清零。

本发明还提供一种电池系统障诊断装置，如图6所示包括：故障诊断模块M1，故障计时模块M2，诊断计时模块M3，时间判断模块M4，故障确定模块M5；

故障诊断模块M1：用于诊断电池系统的第一状态的是否满足第一状态故障诊断策略；

故障计时模块M2：用于当电池系统的第一状态满足第一状态故障诊断策略时开始计时；计时过程中，检测到电池系统的第一状态不满足第一状态故障诊断策略暂停计时，否则继续计时；

诊断计时模块M3：用于当电池系统的第一状态满足第一状态故障诊断策略时开始计时；

时间判断模块M4：用于判断诊断计时模块M3的值是否达到诊断时间阈值，以及在在所述诊断时间计时达到所述诊断时间阈值时，判断故障计时模块M2的值是否达到故障时间阈值；

故障确定模块M5：用于在所述时间判断模块M4确定故障时间计时达到故障时间阈值时，确定所述电池系统存在故障。

该装置实施例中通过时间判断模块判断在诊断时间达到诊断时间阈值时，判断故障计时模块的值是否达到故障时间阈值，确定是否存在故障，在进行了冗余处理的基础上，解决了现有技术故障发生时间不确定的缺点。

进一步，在需要对诊断进行使能条件判断，保证该装置正确运行的时候，那么该电池系统如图7所示，还包括：

故障使能判断模块M6，用于判断电池系统的第一状态是否满足第一状态故障诊断的使能条件，如果是则触发故障诊断模块M1执行。

进一步，在没有能够满足的使能条件的情况下，为了保证故障计时模块M2和诊断计时模块M3的初始值为零，故障使能判断模块M6还包括：

用于故障使能判断模块判定所述电池系统状不满足故障诊断的使能条件，触发所述故障计时模块M2和诊断计时模块M3清零，不触发故障诊断模块M1执行。

进一步，对故障计时没有达到相应阈值的情况，故障确定模块M5还包括：

用于时间判断模块M4判定故障计时模块M2的值没有达到故障时间阈值时，确定所述电池系统不存在故障。

进一步，故障确定模块如图8所示，还包括：

用于确定电池系统存在或者不存在所相应故障后，触发故障计时模块M2和诊断计时模块M3进行清零。

进一步，本发明装置实施例中故障计时模块M2为故障计时器，诊断计时模块M3为诊断计时器，两个计时器均能够在具有相应需求时，进行启动，暂停或者清零操作。

上述的所有装置实施例在如图6所示装置实施例上基础上，从各个方面做了进一步的改进，使得整个装置能够更加完善的执行其功能，提高了诊断故障的准确性。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种电池系统故障诊断方法，其特征在于，包括：

检测所述电池系统状态；

当检测到所述电池系统的第一状态满足第一状态故障诊断策略时，开始故障时间计时以及诊断时间计时，所述故障时间计时和所述诊断时间计时的初始值均为零；

在所述故障时间计时以及所述诊断时间计时过程中，若检测到所述电池系统的第一状态不满足所述第一状态故障诊断策略，暂停所述故障时间计时，继续进行所述诊断时间计时，否则继续进行所述故障时间计时以及所述诊断时间计时；

在所述诊断时间计时的值达到所述诊断时间阈值的情况下，检测所述故障时间计时的值是否超过故障时间阈值；

在所述故障时间计时的值超过故障时间阈值的情况下，确定所述电池系统存在故障。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述检测电池系统状态之前还包括：

检测电池系统的第一状态是否满足第一状态故障诊断使能条件，如果是，再执行所述检测电池系统状态的步骤。

3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述电池系统的第一状态不满足第一状态故障诊断使能条件时，清除所述故障时间计时和诊断时间计时的值，并终止检测电池系统状态。

4.根据权利要求要求1任一项所述方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述故障时间计时的值未超过所述故障时间阈值的情况下，确定所述电池系统不存在故障。

5.根据权利要求4所述方法，其特征在于，所述在确定电池系统存在或不存故障之后，所述方法还包括：

清除所述故障时间计时和所述诊断时间计时的值。

6.一种电池系统故障诊断装置，其特征在于，包括：故障诊断模块，故障计时模块，诊断计时模块，时间判断模块，故障确定模块；

所述故障诊断模块：用于检测电池系统的第一状态的是否满足第一状态故障诊断策略；

所述故障计时模块：用于当所述故障诊断模块检测出所述电池系统的第一状态满足第一状态故障诊断策略时开始计时；在故障时间计时过程中，在所述故障诊断模块检测到所述电池系统的第一状态不满足所述第一状态故障诊断策略时暂停计时，否则继续计时；

所述诊断计时模块：用于当所述电池系统的第一状态满足第一状态故障诊断策略时，开始计时；

所述时间判断模块：用于判断诊断计时模块的计时的值是否达到诊断时间阈值，以及在在所述诊断计时模块的计时的值达到所述诊断时间阈值时，判断故障计时模块的计时的值是否达到故障时间阈值；

所述故障确定模块，用于在所述时间判断模块确定所述故障时间计时模块计时的值达到故障时间阈值的情况下，确定所述电池系统存在故障。

7.根据权利要求6所述装置，其特征在于，还包括：

故障使能判断模块，用于判断所述电池系统的第一状态是否满足第一状态故障诊断的使能条件，如果是触发所述故障诊断模块执行。

8.根据权利要求6所述装置，其特征在于，所述故障使能判断模块还包括：

用于在所述电池系统状不满足故障诊断的使能条件，触发所述故障计时模块和诊断计时模块清零，以及不触发所述故障诊断模块执行。

9.根据权利要求6所述装置，其特征在于，所述故障确定模块还包括：

用于在所述时间判断模块判定故障时间计时没有达到故障时间阈值的情况下，确定所述电池系统不存在故障。

10.根据权利要求9所述装置，其特征在于，所述故障确定模块还包括：

用于在确定所述电池系统存在或者不存在故障之后，触发所述故障计时模块和所述诊断计时模块进行清零。